【物理史上的一月】大約1961年1月:勞侖次 (Edward Lorenz) 和蝴蝶效應

對於一般門外漢來說,渾沌的概念帶給他們的是一種完全任意性的印象,但對於科學家來說,它卻是表示在因果系統中的隨機行為,也就是說,系統對於測量太敏感,以致於產生的結果雖然有著根本的秩序,但看起來卻很隨機。這個表面上很矛盾的觀點是一位由數學家改行成為氣象學家的勞侖次 (Edward Lorenz) 所提出的,他在一次意外發現了此現象,隨即孕育出現代渾沌理論的領域,並永遠改變了我們檢視像天氣等非線性系統的方式。

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【開箱大學教授】發現Aha的時刻|臺大物理學系王喬萱助理教授

「希望有一天,我不會是一名女性科學家,而是一名物理學家,僅此而已。」這是臺大物理學系王喬萱教授對於突破性別框架的期許。她因為高中物理老師的認真教學風格與物理學結緣,並在學習過程中發現自己對這個領域是真愛,又因為「反骨」的個性,堅定地走上這條研究之路。雖然身上具有許多「少數族群」的標籤,包含亞洲物理學家、女性科學家等,但她依然堅持走在自己喜愛的道路上,也積極參與同溫族群的活動來打造歸屬感。
「在某些情況下我們是多數或權力方,但在另一個環境下我們也可能變成少數或弱勢方。當我們是多數方時,此時的行動可以更有效地產生好的影響;當我們身為少數方時,也要持續奮鬥不要氣餒。」王喬萱教授也不忘如此溫柔地提醒著,希望能夠透過本次專訪,讓社會更加多元與友善。

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探索微觀奇境:從光學到電子,顯微鏡的進化之旅

過去的人們總認為眼見為實,對於肉眼不可見的微小世界,是完全不瞭解甚至是不知其存在的。當放大鏡發明之後,我們終於可以看清昆蟲、花朵等的細微結構;延伸應用光學元件進行組合,光學顯微鏡的誕生為我們開啟了微觀的大門;而突破瑞利準則的電子顯微鏡、掃描式電子顯微鏡更是使我們進入奈米世界。可以這麼說,是顯微鏡的發展推動了科技的進程。

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再旋轉我沒關係!自旋電子如何影響身邊的物質?

自旋是電子的一種特性,也可以對物質造成磁性。自旋的控制可以讓電子元件的應用更加多元化,與以往電子充放電為基礎的電子元件不同,當具有磁性的物質與非磁性的物質接觸時,它們能夠互相影響並產生各種不同的物理特性,就像群體影響個人的行為,這個特性稱為「磁鄰近效應」。這樣的特性目前正被廣泛研究以及應用於磁性記憶體中。

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驚艷視覺、精準呈現?QLED 量子點電視

量子物理、量子糾纏,不少與量子有關的酷酷名詞充斥我們的生活,不僅如此,隨著影音串流平台的發展,越來越多人講究顯示器的品質。量子點電視(QLED)成為許多影視消費者熱愛的產品,它宣稱能夠精準控色,且能發射色彩更鮮明的影像,究竟量子點電視是廣告噱頭還是真有其事呢?讓我們繼續看下去⋯⋯

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電子也走單行道?金屬與半導體的奇妙互動

現代科技帶給人們生活的便利不可勝數,許多科學家投身半導體科技領域。半導體與其他物質的交互作用可以產生豐富的應用,半導體碰到金屬時會形成蕭特基能障,再透過外加電壓調整能障大小,可以使電子單向通過,使電子電路產生整流的效果,若選擇合適的金屬與半導體作連結,則可以形成歐姆接觸,幫助科學家更精確地探索半導體的導電特性。

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拉曼光譜:材料的指紋檢測系統

每個人擁有獨特的指紋,從過去到現在,辨別指紋成為警方緝凶的絕佳證據。不同的材料也擁有各自的「指紋」,因為原子間的鍵結會產生獨一無二的振動。拉曼光譜是透過光子射入材料與材料分子的交互作用,使得光子失去部分能量,再透過偵測光子的能量改變,可以進一步作為材料的辨別。這項技術被廣泛應用於奈米科技、食藥檢測、藝術保存及考古探究。

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穿牆超能力?量子物理的穿隧效應

多數人可能都曾幻想過,若有穿牆透壁的超能力,一定能帶給生活許多的便利。這不再是天馬行空的幻想,而是真實存在的物理現象。根據量子力學,在原子的維度裡,電子能夠穿隧位能高牆,有如網球能夠穿過牆壁一樣。此現象早已不只是理論推測,而是已經被實際應用在我們生活中的「記憶元件」及「奈米科技」發展之中⋯⋯

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【物理史上的十二月】Y.L.W.- Dec. 27, 1956:宇稱守恆的推翻

在物理學中,「對稱性」長久以來都扮演著關鍵性的角色。自從 1925 年以來,科學家就一直認為我們的世界和鏡子內的影像是無法區別的——即為人所知的宇稱守恆的觀念,而主要的理論也印證了此假設。宇稱守恆和能量、動量與電荷守恆等最基本的物理法則一樣,在物理方面都享有極高的地位,一直到 1956 年美國國家標準局(現在的美國國家標準與科技研究院)進行了一系列重要的試驗後才改觀。正如相對論一般,大自然再一次證明了它並不總是遵循著「常識」的法則。

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市面上的石墨烯產品,真的有那麼厲害嗎?

石墨稀是近年來最熱門的材料之一,具備高硬度、高彈性、高導電、高導熱的特性,被廣受期待能應用於各式生活用品上。你知道嗎?石墨烯與我們的生活很接近,每個人皆使用過具有石墨烯的產品——鉛筆。石墨稀由碳原子組成並以蜂巢狀結構排列,其製備的方式多元,目前最常用的方式是化學氣相沉積法,然而,製造成本仍居高不下。近年來,市面上有許多宣稱含有石墨烯的產品,讓人眼睛為之一亮並爭相加入購物車,在下單石墨烯相關產品之前,你需要做足功課!

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【人物專訪】台灣太空人才出路?甭擔心!-專訪張起維教授

中央大學張起維教授認為,太空領域的出路非常廣,要轉換領域也容易。目前國內太空人才培育仍以中央大學為主,張教授希望未來能有更多的學校投入。除了成立開發團隊,將經驗傳承給學生以外,張教授另外協辦了第一屆「臺灣太空事務青年人才選訓計畫」,學員不只有工程、科學的人,更來自法律、心理、外交、甚至藝術等領域。張起維教授最後鼓勵年輕學子,找出那個「苦也願意」的事下去練功,這將會是最幸福的事。

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【物理史上的十一月】Nov. 8, 1895:倫琴(Wilhelm Conrad Röntgen)發現X射線

幾乎沒有一個科學上的突破能像倫琴發現X射線一樣的立即展現出影響力,此重大的發現很快地就震撼了物理界與醫學界。X射線在實驗室被發現到廣泛地為人所使用,期間短得嚇人:在倫琴宣布發現X射線後的短短一年內,X光就已是醫學上診斷與治療所必需使用的一環了⋯⋯

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【CASE 特報】月球,我們來了!2024年臺灣探月 - 專訪中央大學太空科學與科技研究中心 張起維 副主任

截至目前為止,全世界只有7個國家/單位成功執行探月任務。不過,隨著科技的進展,探月已經不再是遙不可及的夢想,中央大學張起維教授要帶領團隊,讓來自臺灣的科研儀器登陸月球⋯⋯

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